Vätegenererande katalysatorer kan skapa synergistiska effekter när olika material skiktas med sina unika egenskaper. Nyligen har ett koreanskt forskarlag utvecklat en teknik för att förbättra effektiviteten i vätegenereringen genom att platta platina (Pt) över ytan av NiFe-skiktad dubbelhydroxid (LDH).

Publicerad som ett kompletterande omslag till Journal of the American Chemical Society , genomfördes denna studie av ett POSTECH-forskarteam ledd av professor In Su Lee, forskningsprofessor Soumen Dutta och Dr. Yu-Rim Hong (vid kemiska institutionen) i samarbete med professor Si-Young Choi (Institutionen för materialvetenskap och Engineering) och professor Jeong Woo Han (Institutionen för kemiteknik).

Platina kombineras väl med väte och anses ofta vara den bästa katalysatorn för vätegenerering. Men eftersom vattennedbrytningsförmågan hos platina är dålig, har forskning utförts för att förbättra denna förmåga genom att kombinera platina med järn och nickelhydroxid.

Professor In Su Lees team har redan syntetiserat ett hybridmaterial av sandwichtyp där tvådimensionella (2D) NiFe-hydroxidnanoplattor är placerade mellan porösa 2D-platinananoplattor. Detta material framställdes via ett uppfinningsrikt sätt att odla ett platinaskikt på ~1 nm på ytan av NiFe-hydroxid med en tjocklek av flera nanometer.

I denna studie användes en metod för att syntetisera platinaskiktet genom separat gallring. Detta gjordes för att övervinna begränsningen av den ojämna tillväxten av platinaskiktet på NiFe-hydroxidytan.

Forskarna såg till att både de övre och nedre kristallplanen av platina växte som en plan yta i ett begränsat 2D nanoutrymme för att reagera mer effektivt med järn och nickelhydroxid. I denna katalysator uppstår en komplementär effekt mellan NiFe-hydroxid och platina, som är tätt fästa vid ett brett gränssnitt.

I denna studie är aktiviteten hos den utvecklade katalysatorn 11,2 gånger högre än den hos det konventionella katalysatormaterialet (20 vikt%-Pt/C) och dess funktion var stabil under lång tid. Detta resultat, som förbättrade vätegenereringseffektiviteten genom en innovativ katalysatorsyntesmetod, förväntas i hög grad bidra till det framtida katalysatorområdet.

Professor In Su Lee sa:"Denna katalysator visar den högsta nivån av aktivitet och stabilitet bland katalysatormaterial för alkalisk vattenelektrolys och förväntas avsevärt öka genereringen av grönt väte, som anses vara den viktigaste källan med låg kol-energi." + Utforska vidare

Forskare utvecklar en ny heterostrukturkatalysator för effektiv vätegenerering från vattenspjälkning